СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГАЗООБРАЗНОГО ТОПЛИВА Российский патент 2004 года по МПК C10L3/00 C10J3/02 C10J3/14 

Описание патента на изобретение RU2238962C1

Изобретение относится к области получения газообразного топлива из древесного сырья и может быть использовано для получения тепла, электроэнергии и жидкого топлива.

Известны способы получения газообразного топлива из древесины путем газификации. Процесс осуществляют следующим образом. Древесину нагревают до температуры 900-1100°С, при этом вначале идет ее подсушка, затем разложение с образованием паров органических веществ, газов и карбонизата (угля). Полученный карбонизат подвергают взаимодействию с газифицирующим агентом (воздух, паровоздушная смесь, кислород, углекислый газ), который подают на раскаленный карбонизат. Образующиеся при этом газы вместе с газами разложения древесины составляют газообразное топливо [1, 2]. [1. Гелетуха Г.Г., Железная Г.А. Обзор технологий газификации биомассы //Экотехнологии и ресурсосбережение - 1998, - №2. - с.21-30].

Различают способы газификации древесины с восходящим движением парогазов, противотоком движению древесины (прямой процесс), и нисходящим прямотоком движению древесины (обращенный процесс).

Наиболее близкий к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является способ получения газообразного топлива с нисходящим движением парогазов, включающий нагрев древесной щепы до температуры 900-1100°С и обработку полученного карбонизата паровоздушной смесью [2. Лямин В.А. Газификация древесины. // - М. - Из-во “Лесная промышленность” - 1967 - с.18]. Продолжительность процесса 3 часа. Выход газообразного топлива составляет 1,6 м3 на один кг абсолютно сухой древесины (а.с.д.), теплотворная способность 7 МДж/м3. Достигаемый энерговыход 11,3 МДж/кг а.с.д., т.е. 59,7% от теплотворной способности древесины (18,9 МДж/кг а.с.д.).

Недостатком являеюся низкие теплотворная способность газообразного топлива и энерговыход.

Целью изобретения является повышение теплотворной способности газообразного топлива до величины не менее 11,7 МДж/м3 при одновременном увеличении энерговыхода до 15,1 МДж/кг а.с.д. (не менее 80% от теплотворной способности древесины).

Поставленная цель достигается описываемым способом, включающим нагрев древесного сырья до температуры 900-1100°С в течение 9-35 минут и последующую обработку образующегося карбонизата водяным паром в количестве не менее 0,7 кг/кг а.с.д. при указанной температуре, в течение 35-50 мин.

Отличие способа заключается, в том, что нагрев древесины осуществляют в течение 9-35 минут.

Другое отличие состоит в том, что расход пара составляет не менее 0,7 кг/кг а.с.д.

Способ осуществляют следующим образом.

Древесную щепу нагревают до температуры 900-1100°С в течение 9-35 минут, на образующийся карбонизат подают водяной пар в количестве не менее 0,7 кг/кг а.с.д. Получающийся от взаимодействия карбонизата и водяных паров газ, объединенный с парогазами разложения древесины, образующимися при ее нагреве, является газообразным топливом.

Пример 1

Древесную щепу размером частиц 5-15 мм, влажностью 10% и массой 1 кг нагревают до температуры 1000°С в течение 24 минут. На образующийся карбонизат подают водяной пар в количестве 0,8 кг/кг а.с.д. Объединенные от разложения древесной щепы при нагревании и полученные при взаимодействии карбонизата с парами воды парогазы поступают в холодильник-конденсатор, где конденсируются пары и охлаждаются газы.

Получаемое газообразное топливо имеет следующий состав, %: СО2 - 13,7; СН4 - 5,8; СО - 37,5; Н2 - 42,9; CnHm -0,1.

Его теплотворная способность 11,5 МДж/кг а.с.д., выход равен 1,37 м3/кг а.с.д.

Энерговыход составляет 15,8 МДж/кг, т.е. 83,4% от теплотворной способности древесины.

Остальные примеры сведены в таблицу. Опыты проведены при расходе пара 0,8-0,9 кг/кг а.с.д.

При осуществлении процесса по предложенному способу с продолжительностью нагрева древесины менее 9 минут энерговыход составляет менее 80% от теплотворной способности древесины из-за снижения выхода газа (пример 2). При продолжительности нагрева древесины более 35 минут энерговыход менее 80% из-за снижения теплотворной способности газа (пример 7).

При получении газообразного топлива по предложенному способу с расходом пара менее 0,7 кг/кг а.с.д., например, 0,6 кг/кг а.с.д., снижается выход газа до 1,2 м3/кг а.с.д., что снижает до 76,7% энерговыход.

Таким образом осуществление процесса по предложенному способу позволит получать газообразное топливо с большими в 1,6 раза теплотворной способностью и в 1,3 раза энерговыходом по сравнению с известным способом.

Достоверность результатов подтверждена большим числом экспериментальных данных. Закончена лабораторная проработка предлагаемого способа, создана опытная установка. Работа находится на стадии получения на опытной установке исходных данных для промышленного проектирования.

Предлагаемый способ получения газообразного топлива из древесины вызвал интерес нескольких организаций (например, ФГУП "Амзинский ЛК", Башкортостан), получено их согласие на создание у них опытно-промышленной установки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гелетуха Г.Г., Железная Г.А. Обзор технологии газификации биомассы //Экотехнологии и ресурсосбережение. - 1998. - №2. - с.21-30.

2. Лямин В.А., Газификация древесины. // - М. - Из-во “Лесная промышленность”. - 1967. - с.18.

Похожие патенты RU2238962C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГАЗООБРАЗНОГО ТОПЛИВА 2007
  • Лебедева Зоя Ивановна
  • Гушер Лидия Карповна
  • Шадрин Богдан Владимирович
  • Ефремов Владимир Леонидович
RU2349633C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГОРЮЧЕГО ГАЗА, ОБОГАЩЕННОГО ВОДОРОДОМ 2011
  • Заворин Александр Сергеевич
  • Казаков Александр Владимирович
  • Табакаев Роман Борисович
RU2462503C1
СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ ТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ИЗМЕЛЬЧЕННОЙ ДРЕВЕСИНЫ 2008
  • Пиялкин Владимир Николаевич
  • Ширшиков Владимир Иннокентиевич
  • Прокопьев Сергей Анатольевич
  • Пильщиков Юрий Николаевич
  • Спицын Андрей Александрович
  • Глуховский Валентин Михайлович
RU2370520C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СИНТЕЗ-ГАЗА 2007
  • Мартьянов Алексей Руфович
  • Мартьянов Михаил Алексеевич
  • Романов Алексей Дмитриевич
RU2341552C1
СПОСОБ ТЕРМОХИМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ БИОМАССЫ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СИНТЕЗ-ГАЗА 2010
  • Кондратюк Владимир Александрович
  • Воскобойников Игорь Васильевич
  • Щелоков Вячеслав Михайлович
  • Пашкин Сергей Васильевич
  • Иванова Маргарита Анатольевна
RU2464295C2
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОПЛИВНЫХ БРИКЕТОВ ИЗ ДРЕВЕСНЫХ ОТХОДОВ 1992
  • Журавский Геннадий Иванович[By]
  • Мулярчик Валерий Владимирович[By]
  • Аскальдович Константин Андреевич[By]
  • Карабанов Григорий Федорович[By]
  • Гребеньков Анатолий Жоресович[By]
  • Дроздов Владимир Николаевич[By]
  • Немера Евгений Павлович[By]
  • Симончик Валентин Евгеньевич[By]
  • Цедик Виктор Алексеевич[By]
RU2046821C1
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОРГАНИЧЕСКИХ ОТХОДОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2008
  • Пашкин Сергей Васильевич
RU2408649C2
СПОСОБ ПОЛНОЙ БЕЗОТХОДНОЙ УТИЛИЗАЦИИ ТВЁРДЫХ КОММУНАЛЬНЫХ ОТХОДОВ В НАПРАВЛЕНИИ ПОЛУЧЕНИЯ ТОПЛИВА И ТЕХНОГЕННОГО ГРУНТА 2023
  • Калинин Александр Валерьевич
RU2819577C1
СПОСОБ И УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕПЛОВОЙ И ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ 2003
  • Имеляйнен Кеййо
RU2314378C2
Способ газификации твердого топлива и устройство для его осуществления 2017
  • Тихомиров Игорь Владимирович
  • Егоров Олег Владимирович
  • Забегаев Александр Иванович
RU2668447C1

Реферат патента 2004 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГАЗООБРАЗНОГО ТОПЛИВА

Изобретение относится к области получения газообразного топлива из древесного сырья и может быть использовано для получения тепла, электроэнергии и жидкого топлива. Способ получения газообразного топлива ведут путем газификации древесного сырья при температуре 900-1100°С водяным паром, при нагреве древесины в течение 9-35 минут и расходе водяного пара не менее 0,7 кг на 1 кг абсолютно сухой древесины. Способ позволяет получить горючий газ с теплотворной способностью 11-12 МДж/м3 и энерговыходом не менее 80% от теплотворной способности исходной древесины. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 238 962 C1

Способ получения газообразного топлива, включающий нагрев древесного сырья до 900-1100°С и последующую обработку полученного карбонизата водяным паром, отличающийся тем, что нагрев древесины осуществляют в течение 9-35 мин при расходе пара не менее 0,7 кг на 1 кг абсолютно сухой древесины.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2004 года RU2238962C1

ЛЯМИН В.А.Газификация древесины
- М.: Лесная промышленность, 1967, с.18
СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ РАСТИТЕЛЬНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1996
  • Антоненко В.Ф.
  • Попов В.Т.
RU2105034C1
СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1998
RU2118291C1
СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО РАЗЛОЖЕНИЯ УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩЕГО НЕОБРАБОТАННОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВОССТАНОВИТЕЛЬНОГО ГАЗА И РЕАКТОР ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1991
  • Нилссон Бенгт[Se]
RU2075501C1

RU 2 238 962 C1

Авторы

Лебедева З.И.

Бондарев В.Я.

Ефимов Л.М.

Рыжов В.А.

Гушер Л.К.

Сандлер Ю.А.

Даты

2004-10-27Публикация

2003-04-07Подача